Türkiye'de yetişen bazı tahıl türlerinden elde edilen fenolik antioksidanların tespiti ve farklı yöntemlerle elde edilen doğal ekstraktların gıda endüstrisinde koruyucu olarak kullanılması

ÖZET Araştırmamızda Ege Bölgesinde yetişen 5 farklı tahıl çeşidi; (esmer durum buğdayı; Triticum turgidum L., kırmızı buğday; Triticum aestivum ssp.macha., sert beyaz buğday; Triticum aestivum ssp.vavilovi; Arpa; Hordeum vulgare L., Arpa-çavdar; Secale vulgare L.) kullanıldı ve bu tahıllar aynı koşullarda çimlendirildi. Bu çalışmada çimlerin doğal fenolik antioksidanların tespit edilmesi ve çimlerden elde edilen doğal ekstraktların sentetik antioksidan yerine kullanılması amaçlandı. Böylece gıda güvenliğinde sentetik antioksidanların kullanımındaki risklerin ortadan kalkacağı düşünülmektedir. Bu şekilde sentetik antioksidanlardan daha ekonomik olarak görülen tahıl çimi ekstraktlarını değerlendirmiş olacağız. Bu amaçla kurutulmuş ve öğütülmüş tahıl çimlerinin farklı polaritelerdeki su, etil asetat, etanol, çözücüleriyle ekstraksiyonu yapılıp tüm bitkilerin ekstrakte edilebilen madde miktarları 21,66-488,35 mg/g kurutulmuş bitki materyali aralığında bulundu. En yüksek ekstraksiyon verimi su ekstraktında gözlendi. Örneklerin antioksidan aktiviteleri, β-karoten/ linoleik asit yöntemi, DPPH serbest radikali giderme aktivitesi ve H2O2 giderme aktivitesi yöntemleriyle tespit edildi. Ayrıca farklı tahıl çimi ekstraktlarının her birinin Folin-Ciocalteu ayıracı ile toplam fenolik madde miktarı ve toplam flavonoit bileşik miktarı tayini spektrofotometrik yöntemle yapıldı. Sonuçlar askorbik asit, BHA, BHT gibi standart maddelerle kıyaslanarak değerlendirildi. Elde edilen sonuçlara göre tüm ekstraktlar etkili ve yüksek oranlarda antioksidan aktivite gösterdi. Esmer, kırmızı, beyaz buğday çiminin antioksidan ve antiradikalik aktivitesi arpa ve arpa- çavdar çimi ekstraktlarından yüksek bulundu. Çimlendirilmiş tahıllardan ekstrakte edilen fenolik antioksidan bileşiklerin kromatografik profili belirlendi. Fenolik bileşikler LC-MS/MS ve HPLC sistemleriyle kıyaslamalı olarak, uçucu yağlar GC-MS/MS ile analiz edildi. Analizler sonucunda tahıl çimlerinde gallik asit, ferulik asit, ellagik asit, şiringik asit, para kumarik asit, kafeik asit, benzoik asit, quersetin, oleuropein, klorojenik asit, apigenin, luteolin, hidroksityrosol bileşiklerinin bulunduğu para hidroksibenzoik asit, bileşiğinin bulunmadığı gözlendi. Çimlerde en fazla bulunan fenolik bileşik, ferulik asit olarak tespit edildi. Ferulik asit miktarı en çok esmer buğday çiminde (1809,8 mg/g kuru madde olarak) tespit edildi. Saf fenolik bileşikler olarak ferulik asit, şiringik asit, kafeik asit, sinapik asit buğday kepeği ve buğday özünden kolon kromatografisiyle izole edildi. Bu saf bileşiklerden vanilik asit şiringik asit ve kafeik asitin benzil esterleri sentezlendi. Sinapik asitin bromlanması ve şiringik asitin asetillenmesi gerçekleştirildi. Bu bileşiklerin yapıları erime noktası, IR, 1H NMR ve 13C NMR ile aydınlatıldı. Bu sentezlenmiş bileşiklerin antioksidan ve antiradikalik aktiviteleri saf fenolik bileşiklere göre kıyaslandı. Araştırmamızda tahıl çimi ekstraktlarının doğal gıda koruyuculuğunu değerlendirmek için, çimlerin sıcak su ekstraktları hazırlandı. Manisa Demirci yöresinde yetişen koyun ve keçi eti etinden hazırlanan köftelere bu ekstraktların ilavesiyle, +4°C ve –20°C 'de farklı sürelerde depolanması sırasında, lipit oksidasyonu ve renk özellikleri, pH değeri, peroksit sayısı, TBA sayısı, renk değeri ve duyusal özellikler yönünden etkileri incelendi. En yüksek antioksidan etkiyi esmer, kırmızı ve beyaz buğday çimi ekstraktları gösterirken, arpa ve arpa-çavdar ekstraktlarının etkisi daha düşük bulundu. Sonuçlar, koyun ve keçi eti köftelerinin muhafazası sırasında lipit oksidasyonu ve renk değişikliklerinin önlenmesi amacıyla azalan sıraya göre esmer, kırmızı, beyaz buğday çimi, arpa, arpa-çavdar çimi yapraklarından elde edilen sıcak su ekstraktlarının % 0,2 oranında kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Anahtar Kelimeler: Tahıl çimleri, antioksidanlar, fenolik bileşikler, ekstraksiyon yöntemleri, serbest radikal süpürme aktivitesi, doğal antioksidan, renk stabilitesi, lipit oksidasyonu ÖZET Araştırmamızda Ege Bölgesinde yetişen 5 farklı tahıl çeşidi; (esmer durum buğdayı; Triticum turgidum L., kırmızı buğday; Triticum aestivum ssp.macha., sert beyaz buğday; Triticum aestivum ssp.vavilovi; Arpa; Hordeum vulgare L., Arpa-çavdar; Secale vulgare L.) kullanıldı ve bu tahıllar aynı koşullarda çimlendirildi. Bu çalışmada çimlerin doğal fenolik antioksidanların tespit edilmesi ve çimlerden elde edilen doğal ekstraktların sentetik antioksidan yerine kullanılması amaçlandı. Böylece gıda güvenliğinde sentetik antioksidanların kullanımındaki risklerin ortadan kalkacağı düşünülmektedir. Bu şekilde sentetik antioksidanlardan daha ekonomik olarak görülen tahıl çimi ekstraktlarını değerlendirmiş olacağız. Bu amaçla kurutulmuş ve öğütülmüş tahıl çimlerinin farklı polaritelerdeki su, etil asetat, etanol, çözücüleriyle ekstraksiyonu yapılıp tüm bitkilerin ekstrakte edilebilen madde miktarları 21,66-488,35 mg/g kurutulmuş bitki materyali aralığında bulundu. En yüksek ekstraksiyon verimi su ekstraktında gözlendi. Örneklerin antioksidan aktiviteleri, β-karoten/ linoleik asit yöntemi, DPPH serbest radikali giderme aktivitesi ve H2O2 giderme aktivitesi yöntemleriyle tespit edildi. Ayrıca farklı tahıl çimi ekstraktlarının her birinin Folin-Ciocalteu ayıracı ile toplam fenolik madde miktarı ve toplam flavonoit bileşik miktarı tayini spektrofotometrik yöntemle yapıldı. Sonuçlar askorbik asit, BHA, BHT gibi standart maddelerle kıyaslanarak değerlendirildi. Elde edilen sonuçlara göre tüm ekstraktlar etkili ve yüksek oranlarda antioksidan aktivite gösterdi. Esmer, kırmızı, beyaz buğday çiminin antioksidan ve antiradikalik aktivitesi arpa ve arpa- çavdar çimi ekstraktlarından yüksek bulundu. Çimlendirilmiş tahıllardan ekstrakte edilen fenolik antioksidan bileşiklerin kromatografik profili belirlendi. Fenolik bileşikler LC-MS/MS ve HPLC sistemleriyle kıyaslamalı olarak, uçucu yağlar GC-MS/MS ile analiz edildi. Analizler sonucunda tahıl çimlerinde gallik asit, ferulik asit, ellagik asit, şiringik asit, para kumarik asit, kafeik asit, benzoik asit, quersetin, oleuropein, klorojenik asit, apigenin, luteolin, hidroksityrosol bileşiklerinin bulunduğu para hidroksibenzoik asit, bileşiğinin bulunmadığı gözlendi. Çimlerde en fazla bulunan fenolik bileşik, ferulik asit olarak tespit edildi. Ferulik asit miktarı en çok esmer buğday çiminde (1809,8 mg/g kuru madde olarak) tespit edildi. Saf fenolik bileşikler olarak ferulik asit, şiringik asit, kafeik asit, sinapik asit buğday kepeği ve buğday özünden kolon kromatografisiyle izole edildi. Bu saf bileşiklerden vanilik asit şiringik asit ve kafeik asitin benzil esterleri sentezlendi. Sinapik asitin bromlanması ve şiringik asitin asetillenmesi gerçekleştirildi. Bu bileşiklerin yapıları erime noktası, IR, 1H NMR ve 13C NMR ile aydınlatıldı. Bu sentezlenmiş bileşiklerin antioksidan ve antiradikalik aktiviteleri saf fenolik bileşiklere göre kıyaslandı. Araştırmamızda tahıl çimi ekstraktlarının doğal gıda koruyuculuğunu değerlendirmek için, çimlerin sıcak su ekstraktları hazırlandı. Manisa Demirci yöresinde yetişen koyun ve keçi eti etinden hazırlanan köftelere bu ekstraktların ilavesiyle, +4°C ve –20°C 'de farklı sürelerde depolanması sırasında, lipit oksidasyonu ve renk özellikleri, pH değeri, peroksit sayısı, TBA sayısı, renk değeri ve duyusal özellikler yönünden etkileri incelendi. En yüksek antioksidan etkiyi esmer, kırmızı ve beyaz buğday çimi ekstraktları gösterirken, arpa ve arpa-çavdar ekstraktlarının etkisi daha düşük bulundu. Sonuçlar, koyun ve keçi eti köftelerinin muhafazası sırasında lipit oksidasyonu ve renk değişikliklerinin önlenmesi amacıyla azalan sıraya göre esmer, kırmızı, beyaz buğday çimi, arpa, arpa-çavdar çimi yapraklarından elde edilen sıcak su ekstraktlarının % 0,2 oranında kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Anahtar Kelimeler: Tahıl çimleri, antioksidanlar, fenolik bileşikler, ekstraksiyon yöntemleri, serbest radikal süpürme aktivitesi, doğal antioksidan, renk stabilitesi, lipit oksidasyonu